Обработка призабойной зоны пласта (ОПЗ)

Обработка призабойной зоны пласта (ОПЗП) — это ключевая технология, применяемая на всех этапах разработки нефтяного месторождения с целью восстановления и улучшения фильтрационных характеристик зоны для повышения производительности добывающих и приемистости нагнетательных скважин.

С течением времени продуктивность любой нефтяной скважины неизбежно начинает снижаться. Причинами этого могут быть:

• малая толщина нефтяного пласта;
• загрязнение призабойной зоны;
• высокая вязкость нефти;
• низкая проницаемость породы.

Средняя нефтеотдача обычной скважины составляет около 30−35%, а остальные 65−70% запасов можно добыть только после целенаправленной обработки призабойной зоны.

Главная задача ОПЗП заключается в улучшении фильтрационных характеристик пласта, что ведет к увеличению нефтеотдачи. Выбор метода обработки основывается на тщательном анализе причин снижения продуктивности, физико-химических характеристик пласта и данных гидродинамических и геофизических исследований, которые помогают оценить текущее состояние призабойной зоны.

Проведение обработки возможно только в технически исправных скважинах, где герметичность эксплуатационной колонны и цементного кольца подтверждена предварительными исследованиями.

Технология обработки и её периодичность определяется профильными службами нефтедобывающего предприятия либо сторонней компанией, имеющей соответствующую лицензию. Выбор метода основывается на техническо-экономической оценке эффективности воздействия на пласт и учитывает особенности нефтяного месторождения. ОПЗП может проводиться как однократно, так и периодически в зависимости от состояния скважины.

Перед началом обработки призабойной зоны обязательно проводится подготовка, которая включает:

• подбор необходимого оборудования и инструментов;
• подготовку забоя, фильтра и самой скважины для предстоящей процедуры.

Таким образом, ОПЗП играет важную роль в поддержании и увеличении производительности скважины, а правильный выбор методов и подготовка обеспечивают высокую эффективность обработки.

Выбор технологии и частота проведения работ по обработке призабойной зоны пласта (ОПЗП) определяется геологическими и технологическими службами нефтегазодобывающего предприятия. Это делается в соответствии с проектом разработки месторождения и действующими нормативами по различным видам обработки, с учётом технико-экономической оценки их эффективности.

Для всех видов ОПЗП подготовительные работы обязательны и включают:

• обеспечение необходимыми инструментами и оборудованием;
• подготовку ствола скважины, забоя и фильтра к предстоящей обработке.

• Если скважина оборудована глубинными насосами или другим подземным оборудованием, которое мешает проведению ОПЗП, необходимо его извлечение. После этого проводят спуск колонны насосно-компрессорных труб (НКТ) и установку другого необходимого оборудования.

После проведения обработки призабойной зоны проводят исследования скважин с использованием методов как установившихся, так и неустановившихся отборов. Эти исследования проводят при депрессиях, аналогичных тем, что применялись до проведения ОПЗП, для оценки эффективности проведённых мероприятий.

Очистка фильтра скважины и призабойной зоны пласта от загрязнений проводится в зависимости от причин их появления и геолого-технических условий. Основные методы включают:

• Кислотные ванны для растворения загрязнений.
• Промывку с использованием пены или растворов поверхностно-активных веществ (ПАВ).
• Гидроимпульсное воздействие с применением метода переменных давлений.
• Циклическое воздействие через создание управляемых депрессий с использованием струйных насосов.
• Многоцикловую очистку с применением пенных систем.
• Применение гидроимпульсных насосов для дополнительного воздействия на ПЗП.
• Использование самогенерирующихся пенных систем (СГПС).
• Применение растворителей, таких как бутилбензольная фракция или стабильный керосин, для удаления загрязнений.

Эти методы помогают восстановить проницаемость и повысить эффективность работы скважины.

Кислотная обработка призабойной зоны пласта применяется для восстановления продуктивности нефтяной скважины за счёт удаления загрязнений, образующихся в процессе бурения, эксплуатации или цементажа обсадной колонны.

Этот метод используется, когда снижение добычи связано с ухудшением состояния призабойной зоны, ствола скважины или каналов перфорации. Технология кислотного воздействия на пласт выбирается в зависимости от характеристик объекта и целей обработки.

Солянокислотная обработка является одним из наиболее распространенных методов. Для её выполнения используется синтетическая соляная кислота с добавлением ингибиторов коррозии и интенсификаторов. Для закачки кислоты на забой скважины применяют мобильное оборудование или насосы, установленные на транспортных средствах. После закачки кислоты, её выдерживают в скважине в течение нескольких часов, а затем удаляют вместе с продуктами реакции с помощью обратной промывки. После этого проводится ряд операций: скважину заполняют нефтью, закачивают необходимое количество кислоты и продавливают её в пласт водой или нефтью для проведения реакции.

Пенокислотная обработка отличается тем, что для неё используют раствор соляной кислоты с поверхностно-активными веществами (ПАВ), насыщенный воздухом. Полученный реагент закачивают в скважину в виде пены с помощью автоцистерны с насосом, мобильного компрессора и аэратора. Аэратор смешивает компоненты и насыщает рабочую смесь воздухом, что позволяет пене глубже проникать в пласт.

Термокислотная обработка проводится с использованием реакционного наконечника, который подает в скважину кислоты, вступающие в реакцию с выделением тепла. Это позволяет расплавить смолу и парафин на забое, что усиливает действие кислоты и повышает её эффективность.

Грязекислотная обработка применяется для песчаников и глинистых пластов. В этом случае используется смесь соляной и плавиковой кислот, известная как грязевая кислота. Сначала проводится кислотная ванна, которая удаляет слои засохшей глины и цемента, затем закачивается соляная кислота для растворения карбонатов, после чего проводится промывка. Далее вводится грязевая кислота, которая также удаляется после завершения реакции.

Продолжительность выдержки кислотного раствора в пласте зависит от его температуры. При температуре до +30°C раствор выдерживается в течение двух часов, при температуре +30…+60°C — от одного до полутора часов. При более высокой температуре выдержка продолжается до полной нейтрализации кислоты.

Правильный выбор метода кислотной обработки и соблюдение технологии позволяет значительно повысить производительность скважины и улучшить фильтрационные характеристики призабойной зоны.

Поверхностно-активные вещества (ПАВ), особенно неионогенные (НПАВ), широко применяются для повышения нефтеотдачи пластов. Их воздействие в процессе вытеснения нефти направлено на несколько ключевых факторов: снижение межфазного натяжения на границе нефть-вода, а также поверхностного натяжения на границах вода-порода и нефть-порода. Эти эффекты достигаются за счёт адсорбции ПАВ на поверхности раздела фаз, что улучшает контактные условия и способствует более эффективному вытеснению нефти.

Основное действие ПАВ проявляется в изменении смачиваемости поверхности породы водой и нефтью. Это приводит к разрушению и удалению нефтяной плёнки, образованной на поверхности породы, стабилизации дисперсии нефти в воде и увеличению коэффициентов вытеснения нефти водной фазой. Эти изменения улучшают как принудительное вытеснение, так и капиллярную пропитку, повышая относительные фазовые проницаемости пористой среды.

В процессе вытеснения нефти водными растворами ПАВ происходит улучшение реологических и фильтрационных характеристик нефти. В некоторых условиях это приводит к полному устранению аномалий вязкости нефти, что упрощает продвижение её капель через поры пласта. Благодаря этому значительно возрастает нефтеотдача. В результате, ПАВ, используемые в этих процессах, должны обладать способностью уменьшать структурно-механические свойства нефти, облегчая её перемещение и способствуя увеличению её вытеснения.

Обработка призабойной зоны пласта (ОПЗ) включает различные методы, направленные на улучшение фильтрационных характеристик и повышение продуктивности скважин. Помимо кислотных и ПАВ-обработок, существуют и другие методы, применяемые в зависимости от геологических условий и характера загрязнений:

1. Гидравлический разрыв пласта (ГРП). Один из самых распространённых методов повышения продуктивности скважины. В пласт закачивается жидкость под высоким давлением, что приводит к образованию трещин, через которые нефть и газ легче поступают в скважину. В трещины вводится проппант (песок или керамические гранулы), который предотвращает их закрытие.
2. Термогазохимическое воздействие (ТГХВ). Метод включает закачку химических реагентов в пласт с последующей их реакцией, которая сопровождается выделением тепла и газов. Это повышает давление и температуру, что способствует улучшению фильтрационных характеристик пласта и снижению вязкости нефти.
3. Гидропескоструйная перфорация. Используется для улучшения фильтрации за счёт создания дополнительных каналов в зоне фильтра скважины. Под большим давлением в пласт подают жидкость с песком, что позволяет разрушать плотные зоны и создавать новые пути для нефти.
4. Имплозионное воздействие. Основано на резком снижении давления в призабойной зоне, что вызывает взрывную реакцию жидкости внутри пласта. Этот процесс разрушает уплотнения в породе и улучшает проницаемость.
5. Гидроимпульсное воздействие. Включает создание волнового давления в пласте с использованием специальных насосов. Импульсные удары очищают зону фильтра от загрязнений и восстанавливают фильтрационные свойства.
6. Тепловые методы. Закачка горячей воды, пара или горючих газов в скважину для повышения температуры призабойной зоны. Это снижает вязкость нефти и улучшает её текучесть, что помогает более эффективно извлекать её из пласта.
7. Химические методы. Включают использование различных химических реагентов, таких как щелочные растворы, кислоты, полимеры, которые закачиваются в пласт для растворения отложений, улучшения проницаемости и вытеснения нефти.
8. Пенные системы. Применение пены в сочетании с химическими реагентами помогает удалить отложения и загрязнения, улучшить проницаемость и вытеснить нефть из пористой среды.

Эти методы часто комбинируют в зависимости от специфики месторождения и типа загрязнений, чтобы достичь наилучших результатов.